管棚施工方案

青岛市地铁一期工程 青岛市地铁一期工程 青岛市地铁一期工程 青岛市地铁一期工程 3 3 3 3 号线 号线 号线 号线 08080808 标段标段标段标段 大管棚施工方案大管棚施工方案 中国中铁中国中铁 编制人 编制人 编制人 复核人 复核人 复核人 审核人 审核人 审核人 中铁三局集团与青岛城建集团联合体中铁三局集团与青岛城建集团联合体中铁三局集团与青岛城建集团联合体 2 青岛地铁一期工程 青岛地铁一期工程 青岛地铁一期工程 3 3 3 号线 项目经理部号线 项目经理部号线 项目经理部 二零一二年三月一日 目目 录录 一 工程概况一 工程概况 3 二 作业准备二 作业准备 4 三 管棚技术参数三 管棚技术参数 4 四 施工程序与工艺流程四 施工程序与工艺流程 5 五 施工要求五 施工要求 6 1 施工准备 6 2 施工工艺 6 3 施工控制要点 9 4 施工突发事故及处理预案 9 六 材料要求六 材料要求 10 七 设备配置七 设备配置 10 八 质量控制及检验八 质量控制及检验 10 九 安全及环保要求九 安全及环保要求 12 3 一 工程概况一 工程概况 青岛地铁一期工程 3 号线 西起市南区青岛火车站 向东沿广西路 太平路 文 登路 香港路 至市政府拐入南京路向北 经江西路 宁夏路 辽阳西路 后进入哈尔 滨路 黑龙江路 向西沿京口路 振华路至终点铁路青岛北站 途径市南区 市北区 四方区 李沧区 正线全长约 25 1 公里 我单位承建青岛地铁 3 号线 08 标段 包括两 站 双山站 保儿站 一区间 双山站 保儿站区间 双山站 保儿站区间起讫里程 13 740 796 14 354 346 全长 613 65m 区 间为单洞单线隧道 采用台阶法施工 断面形式为马蹄形 为马蹄形断面 复合衬砌暗 挖结构 区间沿黑龙江路方向往东至长沙路交界附近 地面为商业 商务办公和商住用 地 双山站 保儿站区间有第四系松散堆积层和燕山晚期侵入花岗基岩以及燕山晚期侵 入脉岩 地下水类型按赋存方式分为第四系松散岩类孔隙水和块状基岩裂隙水两类 双 保区间内有 5 栋 处 建筑物 包括 1 栋多层商住楼房 3 栋在建高层住宅楼 1 区间位置环境 青岛市地铁一期工程 3号线 双山站 保儿站区间 线路沿黑龙江路往东至长沙 路交叉口附近 沿线地面为商店 商务办公和居民住宅 区间中部有一条暗渠通过 区 间地形起伏不大 地面高程范围约为22 90 29 03m 本区间左右线设计里程为K13 740 796 K14 354 446 中间设长短链 右线长度613 65m 左线长度614 626m 区间采用 矿山法施工 2 区间概况 双山站 保儿站区间左右线均为单洞单线马蹄形断面 断面内轮廓尺寸 5 1X5 33 m 宽X高 区间采用钻爆法开挖 复合式衬砌 3工程地质及水文地质 双山站 保儿站区间有第四系松散堆积层和燕山晚期侵入花岗基岩以及燕山晚期侵 入脉岩 第四系 主要由全新统人工填土 全新统洪冲积层 上更新统洪冲积层组 4 成 基岩主要为燕山晚期侵入花岗岩为主 部分燕山晚期侵入脉岩 岩性为煌斑岩 花 岗斑岩呈脉状穿插其间 与不同岩性接触带建有糜棱岩 碎裂岩 局部分部有全风化煌 斑岩最大厚度8 0米 隧道下穿全风化岩及断裂带 为保证隧道进洞安全 在区间左线软弱围岩隧道洞口段设置 15m 大管棚 二 作业准备二 作业准备 1 内业准备 在施工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计 阅读 审核施工图纸 澄清 有关技术问题 熟悉规范和技术标准 查阅相关施工案例 认真调查隧道围岩地质情况 了解施工条件 技术水平和设备装置的施工参数 制定施工安全保证措施 对施工人员 进行技术交底 对参加施工人员进行上岗前技术培训 考核合格后持证上岗 2 外业准备 管棚钢管 钢架 导向管 注浆材料等施工材料的采购 钻孔 注浆等设备的选用 与采购 材料的试验 配合比的设计 施工队伍的选择 施工场地的平整 水 风 电 的设置 其他辅助措施的准备 施工测量与放样 三 管棚技术参数三 管棚技术参数 1 钢管规格 热轧无缝钢管 每节长 7m 或者 8m 的热轧无缝钢管 108mm 厚壁 5mm 以丝扣连接而成 同一断面内街头数量不得超过纵钢管数的 50 2 钢花管上钻注浆孔 孔径 10mm 16mm 孔间距 15cm 呈梅花形布置 尾部留不 钻孔的止浆段 110cm 3 管距 环相间距 30mm 4 倾角 钢管轴线与衬砌外缘线夹角 1 3 5 钢管施工误差 径向不大于 20cm 相邻钢管之间不大于 10cm 5 6 水泥浆液水灰比 1 1 重量比 7 注浆压力 0 5 2 0Mpa 实际的注浆压力以现场第一根管棚的试验压力为准 四 施工程序与工艺流程四 施工程序与工艺流程 1 施工程序 施工准备 场地平整 施工平台搭设 测量放样 钻机就位 校正角度 上钻具和 套管 钻进 退钻杆和钻具 管棚加工及安装 封闭管尾 注浆施工 2 工艺流程 管棚施工流程框图 6 五 施工要求五 施工要求 1 施工准备 管棚施工前应先对管棚施工方法 施工技术进行详细的了解 2 施工工艺 架设导向拱 1 测量组根据隧道纵断面设计线 隧道洞轴线及明暗洞开挖轮廓线 放出隧道开挖 轮廓线 根据开挖轮廓线及测量技术交底 将上半断面轮廓线以外的土石方清除掉 要 求清除面平整 圆顺 设置导向墙 导向墙采用 C20 混凝土 模筑 截面尺寸 1m 1m 测量组检查开挖断面合格后 放出洞口钢拱架的具体位置 里程 高度 并布置 好桩点 作好交底 导向墙内设 2 榀 I20a 工字钢架 钢架间采用 22 连接筋连接 并铺设 6 5 钢 筋网片 网格间距 200 200mm 钢架外缘设 140 壁厚 5mm 导向钢管 钢管与钢架焊接 导向管安装完毕后 经测量组复测 满足精度要求后 安装模板 按照规范要求 浇筑套拱混凝土 并养生 搭设作业平台 2 钻机平台用钢管脚手架搭设 搭设平台应一次性搭好 钻孔由 1 2 台钻机由高 孔位向低孔位进行 平台要支撑于稳固的地基上 脚手架连接要牢固 稳定 防止在施钻时钻机产生 不均匀下沉 摆动 位移而影响钻孔质量 钻机定位 钻机要求与已设定好的孔口管方向平行 必须精确核定钻机位置 用 经纬仪 挂线 钻杆导向相结合的方法 反复调整 确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相 吻合 钻孔 3 为了确保钻杆接头有足够的强度 刚度和韧性 钻杆连接套应与钻杆同材质 两 端加工成内螺扣 钻杆首尾端外螺扣 联结套的最小壁厚 10mm 为防止钻杆在推力 7 和振动力的双重作用下 上下颤动 导致钻孔不直 钻孔时 应把扶直器套在钻杆上 随钻杆钻进向前平移 钻孔前 精确测定孔的平面位置 倾角 外插角 并对每个孔进行编号 根据孔口管的倾角和方向 利用钻杆的延伸和吊锤准确确定钻孔的方向 即可固 定钻机 钻孔仰角的确定应视钻孔深度及钻杆强度而定 一般控制 1 3 利用钻机 的变角度油缸 参照导向管的倾角确定钻机的倾角 确保钻杆线与开孔角度一致 以达 到钻进的导向作用 钻机最大下沉量及左右偏移量为钢管长度的 1 左右 并控制在 20 cm 30 cm 钻机就位前 可先利用 M20 的沉头螺栓将钻机固定在基台木上 再按确定好的方 位角将基台木固定在搭设的井型钻作业平台上 四周用横木支撑 必要时打设地锚 钻机开孔时钻速不易过快 钻深 20 后转入正常钻速 第一节钻杆钻入岩层尾 部剩余 20 30 时钻进停止 用管钳人工卡紧钻杆 钻机低速反转 脱开钻杆 钻机沿导 轨退回原位 人工装入第二根钻杆 并在钻杆前端安装好联结套 方向对准后联结成一体 钻孔达到深度要求后 按同样方法拆卸钻杆 钻机退回原位 换钻杆时 应注意检查钻杆是否弯曲 有无损伤 中心喷水孔是否顺畅等 不 符合要求的应及时更换以确保正常作业 钻进过程中经常用测斜仪测定其位置 并根据钻机钻进的状态判断成孔质量 及 时处理钻进过程中出现的事故 引导孔直径应比管棚大 15 20mm 孔深要大于管长 0 5m 以上 钻进过程中确保动力器 扶正器 合金钻头按同心圆钻进 认真作好钻进过程的原始记录 及时对孔口岩屑进行地质判断 描述 作为洞身 开挖时的地质预测预报的参考资料 指导洞身开挖 清孔验孔 4 8 用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔 清除浮渣 确保孔径 孔深符合要求 防止堵孔 用高压风从孔底向孔口清理钻渣 用经纬仪 测斜仪等检测孔深 倾角 外插角 管棚加工 5 钢管在专用的管床上加工好丝扣 导管四周钻设孔径10 16mm的注浆孔 孔间距 15 20cm 呈梅花型布置 管头焊成圆锥形 便于入孔 采用 Z525 2A 型台式多用钻床对 108 mm 的管棚进行加工 根据长管棚的长 度 来确定下料长度 一般长度控制在 3m 6m 丝扣长度为 15cm 丝扣为 2mm 的螺旋 方丝 钢管一端为内丝 另一端为外丝 丝扣加工端正 不得偏位 钢管上每隔 15cm 交错钻直径为 8mm 的注浆孔 先下奇数管孔 第一节用 3 米长的钢管 偶数孔时第一节 采用 6 米长的钢管 以后每节均采用 6 米长钢管 每孔第一节端头加工成锥型 长为 10cm 安装 6 1 管棚顶进采用装载机和管棚机钻进相结合的工艺 即先钻大于管棚直径的引 导孔 然后用装载机在人工配合下顶进钢管 施工前应首先做好导墙 按设计位置布孔 并标注 架设管棚钻机 配备电动油压钻机 1 台 钻孔及推进钢管 钻孔时钻机立轴方 向必须准确控制 每钻完一个孔便顶进一根钢管 各钻孔均应做好施工记录 2 接长钢管应满足受力要求 相邻钢管的接头应前后错开 同一横断面内的接 头数不大于 50 相邻钢管接头至少错开 1m 注浆 7 安装好有孔钢花管 放入钢筋笼后即对孔内注浆 浆液由 ZJ 400 高速制浆机拌 制 注浆材料为水泥浆 水灰比 1 1 重量比 注浆压力为 0 5 MPa 9 注浆量应满足设计要求 一般为钻孔圆柱体的 1 5 倍 若注浆量超限 未达到压 力要求 应调整浆液浓度继续注浆 确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满 注浆时先灌注 单 号孔 再灌注 双 号孔 注浆从低向高进行 浆液由稀到浓 一般单管达到设计注浆量作为注浆结束的标准 当注浆压力达到设计终压 10 分钟后 进浆量仍达不到设计注浆量时 也可结束注浆 3 施工控制要点 钻孔前 精确测定孔的平面位置 倾角 外插角 并对每个孔进行编号 钻孔外插角 1 3 以为宜 工点应根据实际情况作调整 钻孔仰角的确定应 视钻孔深度及钻杆强度而定 一般控制在 1 3 施工中应严格控制钻机下沉量及左 右偏移量 严格控制钻孔平面位置 管棚不得侵入隧道开挖线内 相邻的钢管不得相撞和立 交 经常量测孔的斜度 发现误差超限及时纠正 至终孔仍超限者应封孔 原位重钻 掌握好开钻与正常钻进的压力和速度 防止断杆 4 施工突发事故及处理预案 钻进中塌孔及缩孔的处理 若发生塌孔 缩孔 成孔困难 无法一次成孔时 可以采用前进式预注浆成孔 初 钻出一段后 通过钻杆进行孔内注浆 待注浆液达到一定强度后 继续钻进 以此循环 施作 直到达到设计孔深 掉块卡钻的处理 在钻进过程中若经常发生掉块卡钻事故时 可以采用在异径接头处镶焊硬质合金 一旦卡钻 施工以少量循环水 再将以拉拔回归 对漏浆及耗灰量过大的处理 10 若由于岩体破碎 浆液漏失严重 造成耗灰量过大 可以考虑加浓水灰比 降低压 力 把流量限制在 10 升范围内 过一段时间再慢慢提升压力 直到达到设计标准 如 上述方法达不到效果 在浆液中加入速凝剂 间歇灌浆 灌注砂浆 停灌待凝方法处理 六 材料要求六 材料要求 水泥 采用 P O42 5 普通硅酸盐水泥 钢花管规格 采用 108mm 壁厚 mm 的热轧无缝钢花管 出浆孔直径为 15mm 梅花 型布置 间距 15cm 15cm 原材料应符合设计及技术规范要求 七 设备配置七 设备配置 序 号 设备名称数量参考型号 1管棚钻机1 2电动空压机1空压机 20 m3 3注浆机1 注浆压力 10 12 5 MPa 排浆量 100L min 并可连续注浆 4高速制浆机1ZJ 400 5储浆桶1 2m3 6混凝土拌和站1HZS90Q 7型材切割机1J3G 400A 8型钢弯制机1 9电焊机2BX1 400 10混凝土运输车1 11 11装载机1 八 质量控制及检验八 质量控制及检验 1 质量控制 1 钢管的型号 质量和规格等应符合设计和规范要求 2 超前管棚与钢架支撑配合使用 3 钢管插入孔内的长度不得短于设计长度的 95 4 钢管内注浆强度不小于设计和规范要求 管内灌浆密实饱满 2 质量检验 1 参考质量验收规范 铁路隧道工程施工技术指南 TZ204 2008 铁路隧道工程施工质量验收标准 TB10417 2003 2 分项验收标准 主控项目 1 1 管棚所用钢管进场必须按批抽取试件作力学性能 屈服强度 抗拉强度和伸长 率 和工艺性能 冷弯 试验 其质量必须符合国家有关规定及设计要求 检验数量 以同牌号 同炉罐号 同规格 同交货状态的钢管 每 60t 为一批 不 足 60t 按一批计 施工单位每批抽检一次 监理单位按施工单位抽检次数的 20 进行见 证取样检测或按施工单位抽检次数的 10 进行平行检验 至少一次 检验方法 施工单位检查每批质量证明文件并进行相关性能试验 监理单位检查全 部质量证明文件和试验报告 并进行见证取样检测或平行试验 2 管棚所用钢管的品种和规格必须符合设计要求 检验数量 施工单位 监理单位全部检查 检验方法 观察 钢尺检查 3 管棚搭接长度应符合设计要求 12 检查数量 施工单位 监理单位全部检查 检验方法 尺量 4 注浆浆液的配合比应符合设计要求 检验数量 施工单位 监理单位全部检查 检验方法 施工单位进行配合比选定试验 监理单位检查配合比选定单 并进行见 证试验 5 注浆压力应符合设计要求 注浆浆液应充满钢管及其周围的空隙 检验数量 施工单位全部检查 监理单位按施工单位检查数量的 20 见证检查 检验方法 施工单位查施工记录的注浆量和注浆压力 观察 监理单位见证检查 一般项目 2 1 管棚钻孔的允许偏差应符合下表的规定 管棚钻孔允许偏差 序 号 项目允许偏差 1方向角1 2孔口距 50mm 3孔 深 50mm 检验数量 施工单位全部检查 检验方法 仪器测量 尺量 九 安全及环保要求九 安全及环保要求 1 安全要求 1 建立完善的施工安全保证体系 加强施工作业中的安全检查 确保作业标准 化 规范化 2 为保证施工安全 现场要求专人统一指挥 并设一名专职安全员负责现场的 安全工作 坚持班前进行安全教育制度 13 3 施工区域应设置警示标志 严禁非工作人员出入 4 施工中应对机械设备进行定期检查 养护 维修 5 坚持安全教育 加强全员安全意识教育 6 严格按设计及施工规范要求进行施工 认真执行相关的施工安全规程 7 加强对围岩进行动态监控量测 实行信息化管理 科学地组织施工 8 拆卸钻杆时 要统一指挥 明确联络信号 板钳卡钻方向应正确 防止管钳 及扳